Warum Zell- & Gentherapie-C(D)MOs von der Digitalisierung profitieren

Die Zell- & Gentherapie-Branche (CGT) wächst mit einer beeindruckenden CAGR von 30 % und wird voraussichtlich bis 2025 14 Milliarden US-Dollar erreichen. Gleichzeitig wird die Suche nach Fachkräften und Laborkapazitäten immer schwieriger. Daher verlassen sich immer mehr CGT-Unternehmen auf Contract Development Manufacturing Organizations (CDMO) für die Herstellung unter Einhaltung strenger regulatorischer cGMP-Bedingungen.

Die CGT-Herstellung sowohl für autologe (Patient zu Patient) als auch für allogene (Spender oder Zellbank zu Patient) Behandlungen steht vor schwierigen Problemen wie einer komplexen Lieferkette, strengen Rückverfolgbarkeitsbedingungen, Variabilität auf Patienten- und Zellebene sowie einer engen Terminplanung des Batch-Freigabeprozesses. Diese Komplexität beeinträchtigt Qualität, Compliance und Verantwortlichkeit im gesamten Vene-zu-Vene-Prozess für die schwerkranken Patienten.

Elektronische Chargenaufzeichnung ist unverzichtbar

CGT-Unternehmen entwickeln sich von jahrelanger Entwicklung im Labormaßstab über präklinische Tests und zulassungsrelevante klinische Studien bis hin zur FDA-Zulassung und Produktkommerzialisierung. Digitale Lösungen wie ein robustes elektronisches Batch Recording system (EBR - Chargenaufzeichnungssystem) werden unverzichtbar.

Die Leitlinien zu Advanced Therapy Medicinal Products (ATMP) der EMA sowie zu CGT der FDA schreiben die Identifizierung von Spender und Empfänger der Zellen über den gesamten Herstellungsprozess vor, um die Behandlung des Patienten mit den richtigen Zellen sicherzustellen, da Fehler in diesem Bereich verheerende Auswirkungen haben können. EBR ermöglicht die Identifizierung des Materials zu jedem Zeitpunkt und in Bezug auf verwendete Ausrüstung oder Standorte und erleichtert damit das ATMP/CGT-konforme Verfahren drastisch. Da das Rohmaterial für diese Prozesse tatsächliche Patientenzellen sind, die in einer Klinik entnommen werden, ist eine fehlgeschlagene Charge verheerend und könnte zum Verlust eines Patientenlebens führen. Eine fehlgeschlagene Charge aufgrund mangelhafter Handhabung von Papierunterlagen muss um jeden Preis vermieden werden.

Eine entscheidende Komponente zur Reduzierung der Herstellungskosten (COGS) bei der Entwicklung von CGT-Therapien ist die Steigerung der Effizienz des Herstellungsprozesses. Automatisierung bietet eine geeignete Option, um diese Herausforderung zu bewältigen. Hersteller, die zu den frühen Anwendern von Digitalisierung, Automatisierung und kontinuierlicher Verbesserung geworden sind, profitieren enorm. Sie haben den Papiereinsatz minimiert, Berechnungen automatisiert und die Erstellung von Herstellungschargenprotokollen beschleunigt. Darüber hinaus haben sie cGMP-Abweichungen reduziert und Herstellungschargen auf Basis von Review-by-Exception schneller freigegeben, was mit Right-First-Time-Initiativen im Einklang steht. Insbesondere die Herstellung von Zellen, die frisch zur Behandlung an das Krankenhaus geliefert werden, führt zu zeitkritischen Anforderungen an die Chargenfreigabe und die Lieferkette, die nur durch digitale Erfassung aller erforderlichen Daten erfüllt werden können.

Automatisierte Prozesse sind ein guter Ausgangspunkt

CGT-Hersteller bewerten die Stabilität und Skalierbarkeit des Herstellungsprozesses als ihre beiden wichtigsten Überlegungen während der gesamten klinischen Studien. Sie gewichten gleichermaßen Prozessvariabilität, einfaches Scale-up und verkürzte Zykluszeiten als Motivation für die Automatisierung sowohl ihrer Herstellungsprozesse als auch ihrer Lieferkette. In diesem Sinne kann ein CDMO/CMO, der bereits über eine vollständig digitale Anlage mit EBR-Funktionalität verfügt, dabei helfen, diese Ziele zu erreichen.

Die schädlichen Auswirkungen von Covid-19 haben CGT-Sponsoren mit einem Stillstand klinischer Studien und Hürden in der Lieferkette konfrontiert. Im Herstellungsbereich haben sowohl interne als auch Auftragshersteller strenge Richtlinien implementiert, um die Sicherheit der Mitarbeiter zu gewährleisten. Hersteller, die die Digitalisierung angenommen hatten, konnten schnell wieder aufholen, um Systeme wieder online zu bringen und Liefertermine einzuhalten. Darüber hinaus erleichterte die Automatisierung den Prozess, da weniger Hände den Prozess oder das Endprodukt berührten, wodurch das Risiko einer Kontamination und die Anzahl der Vier-Augen-Prinzip-Schritte drastisch reduziert wurden.

Zelltherapie-Sponsoren wählen CDMOs aus

CGT-Sponsoren haben zwei Optionen für die Herstellung: Aufbau einer internen Fertigungskapazität oder Beauftragung eines CDMO/CMO. Die Investition in eine eigene Produktionsstätte würde interne Expertise entwickeln, Prozesse optimieren, Fertigungskapazitäten kontrollieren und langfristig potenziell Kosten sparen, falls das Medikament kommerzialisiert wird.

Die Nutzung von CDMOs/CMOs kann jedoch Flexibilität bei der Kapazitätsplanung bieten, Verpflichtungen gegenüber sich entwickelnden Technologieplattformen reduzieren und Anfangsinvestitionen verringern. CDMOs/CMOs verfügen über bestehende cGMP-Anlagen, die für die Einhaltung der Anforderungen der Zulassungsbehörden ausgelegt sind. Noch wichtiger ist, dass sie über qualifizierte Mitarbeiter verfügen, die den Prozess ausführen, das Produkt herstellen und es an Krankenhäuser und Kliniken liefern können. Einige CGT-Sponsoren setzen auf ein regionales Fertigungsmodell und nutzen CDMOs/CMOs, um ihre Produkte in verschiedenen geografischen Regionen herzustellen. Gleichzeitig nutzen kleinere Sponsoren Co-Working- oder kollaborative Räume wie The Center for Breakthrough Innovation (King of Prussia, PA, USA) und das Cell and Gene Catapult (Stevenage, UK), um ihre Entwicklungs- und Fertigungsbedürfnisse zu erfüllen.

Digitalisierung verbessert die Effizienz und reduziert das Fehlerrisiko

Die Anforderungen der Sponsoren wachsen und werden komplexer, was viele CDMOs/CMOs dazu bringt, schlanker und digitaler zu werden. EBR Lösungen gewährleisten ausreichende Agilität, um die Anforderungen der Sponsoren hinsichtlich Lieferfristen für Patienten und häufiger Terminänderungen zu erfüllen. Digitale Daten sind mit digitalen Systemen, die Aktualisierungen des Prozesses automatisch verfolgen, leicht zugänglich.

Angesichts der Vielzahl unterschiedlicher Herstellungsprozesse im CGT-Bereich müssen CDMOs/CMOs kontinuierlich die Arbeitsanweisungen und Standardarbeitsanweisungen (SOPs) der Kunden verwalten, die sich regelmäßig ändern. Auch Schulungen der Bediener, Herstellungsrezepturen und Produktspezifikationen variieren und müssen häufig aktualisiert werden. Digitale Systeme bieten den Bedienern Anleitung durch die aktualisierten Prozesse und reduzieren den Schulungsaufwand und das Fehlerrisiko drastisch.

Mit cloud-basierten digitalen EBR-Lösungen können CGT-Unternehmen sich noch besser auf ihr Kerngeschäft konzentrieren, während sie die Anwendungs- und Infrastrukturunterstützung dem Anbieter überlassen. Die IT-Verantwortung kann somit um 75 % reduziert werden. Die Anfangsinvestition kann um bis zu 65 % gesenkt werden, bei minimierten Kosten für Bereitstellung und Betrieb.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Digitalisierung ein enormer Wegbereiter für CDMOs/CMOs ist.

Eine cloud-basierte digitale EBR-Lösung in Verbindung mit einer flexiblen Planungslösung und Integration in andere Supply-Chain- und IT-Systeme ist heute das „Gebot der Stunde“. Mit einem EBR können ATMP/CGT-Sponsoren den CDMO/CMO-Prozess direkt von ihrem Schreibtisch aus überwachen. Die wichtigsten Compliance-Parameter wie Identitätskette, Verwahrungskette, Zustandskette und begrenzter Zeithorizont für kritisch kranke Patienten können direkt auf Knopfdruck überwacht werden. Alle Ereignisse, Verzögerungen oder Änderungen können sofort adressiert werden.

Mit einem gewissen anfänglichen Aufwand werden CDMOs/CMOs nachgelagert viel Aufwand einsparen, wenn Daten unternehmensübergreifend integriert werden und Qualitäts- und Produktionsteams von einer enormen Dokumentationslast befreit werden. CGT-Unternehmen, die EBR eingeführt haben, berichten von einem Rückgang der Dateneingabefehler um 83 % und einem Rückgang der Prüfzeit nach Abschluss der Produktion um mehr als 87 % durch die Einführung des Paradigmas der Prüfung nach Ausnahmeprinzip.

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